钛合金材料的机械加工工艺综述

针对钛合金材料的导热系数小、弹性模量低、化学活性高和机械加工困难的特点,分析钛合金材料的切削加工原则,综述切削加工中的切削液、刀具材料、刀具几何形状及加工工艺参数.     

碳纤维复合材料的切削加工工艺

进行碳纤维复合材料切削加工时，易产生各种加工缺陷，刀具磨损快，尺寸控制困难，本文通过对碳纤维复合材料的切削；切割等加工工艺的研究，对各种切削刀具的材料、几何角度提出了建议，并推荐了相应的工艺参数。     

不锈钢切削加工研究进展

研究不锈钢切削加工具有实际工程价值。分析影响不锈钢切削加工性的各种因素,系统介绍近年来国内不锈钢切削加工研究中所用的刀具材料、切削参数和润滑液的选择,以及一些特殊加工方法和数值模拟仿真研究的进展情况,为解决目前不锈钢切削加工技术难题提供参考。     

刀具形状及工艺参数对模具钢NAK80高速切削过程的影响

通过建立等效二维高速切削有限元模型,对影响模具钢NAK80切削过程的因素进行研究。通过Johnson-Cook材料本构方程描述材料特性,切屑的分离采用基于断裂力学的几何—物理分离准则,用修正的库伦摩擦定律表征前刀面与工件的接触状态。对不同刀具前角、切削速度、切削深度下的高速切削过程进行仿真,分析不同参数下切屑形态、切削力与切削温度的变化情况。结果表明,合理的选择刀具前角、切削速度与切削深度,可以优化切屑形态,降低切削力与切削温度,对切削过程的优化具有一定的指导意义。     

叶轮轻量化用Ti_2AlNb基合金的切削加工性研究

针对航天发动机叶轮零件轻量化用Ti2AlNb基合金的高效切削加工需求,分别选择通用牌号YG类硬质合金刀具和复合Si3N4陶瓷刀具进行了刀具耐用度对比试验,分析了陶瓷刀具前、后刀面的磨破损失效形态和材料的切削加工性;通过正交试验研究了切削表面粗糙度随切削速度、进给量、切削深度的变化规律,建立了表面粗糙度的特征曲面。结果表明,复合Si3N4陶瓷刀具对于Ti2AlNb基合金的切削性能有了大幅度的提高,能够获得相对稳定的刀具耐用度,其正常切削阶段的磨损主要由较高的切削温度引起,为合理选取切削刀具和工艺参数提供了试验依据。     

切削参数对切削高强钢刀具磨损仿真研究

34CrNiMo6高强钢硬度高、强度高,在切削加工中刀具磨损严重.针对切削参数与刀具磨损的关系,建立车削34CrNiMo6高强钢刀具磨损仿真模型.用三因素四水平正交试验法研究切削用量三要素在切削过程中对刀具的影响.结果表明:刀具磨损量受切削深度影响最小,受切削速度影响最大.     

高速切削AF1410的切削温度有限元仿真分析

用Abaqus有限元分析软件建立WC硬质合金刀具高速切削AF1410高强钢的二维仿真模型,对切削过程进行模拟,获得切削过程中刀具、工件的温度分布情况,研究分析切削用量对工件的最高切削温度和稳定切削区平均最高温度的变化情况。结果表明:切削过程中刀具、工件的温度变化趋势可分为3个阶段,每个阶段变化特征不同,且刀-屑接触面附近工件的最高切削温度始终高于刀具;工件的最高切削温度和稳定切削区工件的平均最高温度均随切削速度和切削深度的增加而增加,但随切削深度的增加幅度较小;稳定切削区域工件平均最高温度随切削速度和切削深度的增加速率低于工件最高切削温度的增加速率。     

高速切削TC4有限元数值模拟研究

利用有限元分析软件,研究刀具高速切削钛合金时锯齿状切屑的形成过程。模型采用绝热剪切准则,有效解决了锯齿状切屑形成的问题。仿真模拟了刀具在不同切削深度以及不同切削速度的情况下,参数的改变对切削过程的影响。结果表明,锯齿状切屑的形成与绝热剪切有关。     

金属切削技术的发展与展望

本文概要阐述了金属切削技术在矛性自动化加工、超精密加工、高效切削加工及刀具技术方面的发展现状，分析了应重氏削民刀具技术这种机械制造基础工艺与基本技术的理由，最后简单介绍了该领域的发展方面与趋势。     

锻压镁合金材料端面高速铣削过程中切削力特征规律分析

在切削速度471～2 356 m／min内,综合应用析因试验设计与均匀试验设计,对镁合金进行了高速铣削试验。在分析其切削力特征规律的基础上,建立了高速切削难加工材料工艺中切削力与背吃刀量、每齿进给量和切削速度之间的数学模型。试验结果表明：高速切削镁合金材料时,切削速度和每齿进给量之间的交互作用对切削力有显著影响;切削力与切削用量间存在非线性特征规律;切削用量对切削力的影响效应随切削用量的变化而发生改变。     

稀土硬质合金刀具的切削性能与机理研究

稀土硬质合金材料是国家重点科研专题之一。本文通过系统的切削试验，研究该材料用作金属切削刀具的性能特点；并通过扫描电镜和能谱分析等先进手段，揭示其切削机理。还对其潜在的技术、经济效益进行了分析。     

PBX炸药模拟材料正交切削的切削力响应规律

为了分析炸药材料切削加工过程中切削力响应规律及加工特性,采用低速正交切削试验的方法,结合显微摄像、三向测力仪和三维表面轮廓仪表征测试,分析高聚物粘结炸药(PBX)炸药模拟材料瞬时切削力特性,研究PBX炸药模拟材料的切削过程中切削力响应规律及其关键影响因素。结果表明,不同的切削深度PBX炸药模拟材料的动态切削力变化规律不同,切深为0.1 mm时的切削力峰值变化主要由颗粒切屑成型引起,切屑呈蜷曲喷射状,切削力曲线呈微细锯齿状动态特征变化,切深为0.3 mm和0.5 mm时的切削力峰值主要由材料脆性断裂裂纹扩展引起,切削力呈周期性的大锯齿特性变化,fz在过切凹坑处降至零。fx标准偏差在0.4 mm切深处产生显著变化,反映了炸药模拟材料切削状态由连续去除到脆性去除的转变。低速正交切削下,切削宽度对切削力影响大于切削速度对切削力的影响,切削速度对切削力的影响较小。     

碳纤维复合材料切削过程的有限元模拟

基于Hashin失效准则,在ABAQUS/Explicit中建立碳纤维复合材料的二维正交切削模型。采用此模型研究切削条件对复合材料切削表面质量的影响。模拟得到了崩碎切屑的形成过程、切削力随刀具行程的变化曲线、应力在刀具及工件中的分布,并分析背吃刀量对切削过程中加工表面质量及切屑形貌的影响,从理论上提出改善复合材料切削表面质量的分析方法。     

硬质合金刀具的动态可靠性灵敏度研究

刀具各设计参数的选取直接影响刀具的可靠度和被加工件的精度。以应力-强度干涉（SSI）模型为基础,建立硬质合金刀具的动态可靠性数学模型,给出了刀具在切削加工时的可靠度变化规律。在此基础上与灵敏度分析方法相结合,推导出硬质合金刀具物理参数和材料参数的动态可靠性灵敏度计算公式,并给出了各参数的动态可靠性灵敏度的变化曲线。研究结果表明,随着切削加工时间和冲击载荷作用次数的增加,刀具各参数的敏感程度也逐步增大,对敏感参数可以通过直接或间接的手段加以控制,以降低对刀具可靠度的影响,进而提高刀具的可靠度和被加工零件的精度。该方法为提高刀具系统及整个机床的可靠性提供理论参考依据。     

芳纶纤维增强复合材料低温铣削研究

为了降低芳纶纤维增强复合材料铣削加工起毛、高温烧蚀缺陷,提高其切削性能和加工质量,采用液氮作为切削液进行数控铣床深冷切削。利用超大景深数码显微镜测量试样表面形貌,3D表面轮廓仪测量试样表面粗糙度,测力仪测量切削点切削力。建立了材料铣削过程模型;分析了纤维材料干铣削缺陷产生的原因;探讨了液氮深冷铣削机制。结果表明：相比于干切削,深冷切削时切速越高,表面质量越好,相同切速时深冷切削表面质量更佳;两种切削条件下,随着切速升高,主切削力均呈下降趋势,且深冷时下降得更加明显,当相同切速时深冷铣削主切削力较之干切削有所提高;纤维编织粘接成型点承受铣刀刃压力不足,以及纤维高温受力后出现自动避让和伸长的特性,导致铣削表面质量无法准确控制;深冷铣削力的提高,切削区温度的下降都对芳纶纤维加工缺陷的改善起到了积极作用。 为了降低芳纶纤维增强复合材料铣削加工起毛、高温烧蚀缺陷,提高其切削性能和加工质量,采用液氮作为切削液进行数控铣床深冷切削。利用超大景深数码显微镜测量试样表面形貌,3D表面轮廓仪测量试样表面粗糙度,测力仪测量切削点切削力。建立了材料铣削过程模型;分析了纤维材料干铣削缺陷产生的原因;探讨了液氮深冷铣削机制。结果表明：相比于干切削,深冷切削时切速越高,表面质量越好,相同切速时深冷切削表面质量更佳;两种切削条件下,随着切速升高,主切削力均呈下降趋势,且深冷时下降得更加明显,当相同切速时深冷铣削主切削力较之干切削有所提高;纤维编织粘接成型点承受铣刀刃压力不足,以及纤维高温受力后出现自动避让和伸长的特性,导致铣削表面质量无法准确控制;深冷铣削力的提高,切削区温度的下降都对芳纶纤维加工缺陷的改善起到了积极作用。     

超声波振动切削系统幅载特性的研究

超声波振动切削是一种新型的复合加工方法，其关键之一是在切削的有载状态下能否保持一定的振幅值，本文就中置式超声波振动切削系统的幅载特性进行了理论和实验研究。     

泥浆泵重载齿轮用中碳易削钢的试验研究

为了解决钻机中泥浆泵重载齿轮加工难度大的问题 ,以 4 2CrMoT钢为基础材料 ,系统研究了硫含量和稀土元素夹杂物变性处理对切削性能和力学性能的影响 ,并开发了一种力学性能、热加工性能与 4 2CrMoT相近、切削性能优异的易削钢 4 0CrMnMoReS。试验表明 ,4 0CrMnMoReS的锻造性能和热处理性能优良 ,在硬度高于4 2CrMoT钢HB10 0的情况下 ,刀具寿命可提高一倍以上 ,齿轮表面粗糙度由原来的Ra12 .5降低到现在的Ra6 .3,试制的三套齿轮已装机使用     

ELM 在机床切削刀具磨损快速检测中的应用

为检测加工过程中切削刀具的磨损和破损,探讨一种基于声音识别的超限学习机(extreme learning machine,ELM)模型检测方法.论述切削声音信号的时频域特性,讨论基于小波包分解的刀具工作状态敏感频谱能量统计特征量提取方法,构建基于声音特征量识别的ELM快速检测模型.以某操作现场刀具切削磨损声音信号识别实验为例,实测数据验证了采用该模型可获得更高的检测准确度且响应速度更快.实验仿真结果表明:采用ELM模型借助声音识别检测切削刀具磨损的方法是有效的.     

基于刀具失效率的换刀策略研究

将影响机加工艺可靠性的主要因素刀具的失效率作为研究对象,将刀具的切削参数作为随机变量,以最大似然估计为基础,结合可靠性分析方法,建立机加工艺系统的动态可靠性数学模型,推导各工序刀具的失效率计算公式。在此基础上,以刀具失效率为判据,建立了如何确定被更换刀具的工序及换刀时间的方法。研究结果表明,当整体工艺流程系统可靠度低于某一阈值时,即可确定更换刀具的时间,再应用刀具失效率模型,就能够迅速找出失效率最大的工序所使用的刀具,并及时更换,从而确保刀具在失效之前满足工艺可靠性要求,最大限度地利用刀具,减少换刀次数,降低成本,从而保障整体工艺系统的高可靠性。